ในขณะที่มันยังเร็วเกินไปสำหรับระบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยหุ่นยนต์เพื่อทดแทนผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์โดยสมบูรณ์ หุ่นยนต์เหล่านี้พร้อมสำหรับการเชื่อมอัตโนมัติถึง 90% ของการเชื่อมด้วยมือในการดำเนินการเป็นชุดปริมาณสูง- องค์กรขนาดเล็กและขนาดกลาง (SME) ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในด้านประสิทธิภาพสูง คุณภาพที่สม่ำเสมอ และความง่ายในการจัดการ หุ่นยนต์เชื่อมกำลังเปลี่ยนแปลงการผลิต อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ- หุ่นยนต์เชื่อมมาตรฐานเพียงอย่างเดียวมักจะไม่เพียงพอ เพื่อลดช่องว่างนี้ การบูรณาการระบบติดตามรอยเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงกลายเป็นสิ่งจำเป็น
ความท้าทายในการผลิตแบบอัตโนมัติ
ในการผลิตจริง-ในโลก บริษัทต่างๆ-โดยเฉพาะ SMEs- มักประสบปัญหาคอขวดทางเทคนิคและการเงินบ่อยครั้งเมื่อใช้งานหุ่นยนต์เชื่อมมาตรฐาน:
- ความต้องการการปรับแต่งและความแม่นยำในระดับสูง:สายการผลิตมักจะจัดการกับผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณสูง-ผสมแต่น้อย- (HMLV) ที่ต้องการความแม่นยำในการเชื่อมขั้นสูงสุด และอาศัยทักษะของช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์เป็นอย่างมาก
- ต้นทุนต้นน้ำที่ต้องห้าม:การปรับปรุงความแม่นยำของชิ้นงานที่เข้ามานั้นมีค่าใช้จ่ายสูง การอัพเกรดอุปกรณ์การประมวลผลที่มีอยู่หรือการออกแบบและการจัดซื้ออุปกรณ์จับยึดที่มีความแม่นยำสูง-ต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมาก
- ความแปรปรวนทางกายภาพที่คาดเดาไม่ได้:ในระหว่างการเชื่อมจริง หุ่นยนต์มักพบการเปลี่ยนแปลงต่างๆ เช่น ความเบี่ยงเบนในการจับยึดชิ้นงาน ช่องว่างรอยต่อ และการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของแผ่นโลหะ
- งานเชื่อมที่มีค่าใช้จ่ายสูง-งานเชื่อมซ้ำด้วยตนเอง:เมื่อหุ่นยนต์ขาดรอยต่อเนื่องจากความแปรปรวนเหล่านี้ จำเป็นต้องมีการแตะด้วยตนเอง- สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ทำให้ต้นทุนแรงงานสูงขึ้น แต่ยังเพิ่มอัตราการชำรุดของผลิตภัณฑ์และการทำงานซ้ำอีกด้วย
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพหุ่นยนต์ให้สูงสุดในขณะที่ลดเวลาการสอนและความซับซ้อนในการเขียนโปรแกรม การใช้ระบบติดตามตะเข็บด้วยเลเซอร์ถือเป็นการอัพเกรดที่สำคัญ
ระบบติดตามตะเข็บทำงานอย่างไร
ระบบติดตามตะเข็บด้วยเลเซอร์ทำงานผ่านกลไกป้อนกลับแบบลูปปิด-อย่างต่อเนื่องเพื่อให้การควบคุมแบบปรับเปลี่ยนได้:
- การวางตำแหน่งก่อนการเชื่อม:ก่อนการเชื่อมจะเริ่มขึ้น ระบบจะใช้ความสามารถในการวางตำแหน่งตะเข็บเพื่อตรวจสอบรอยต่อ ตรวจสอบว่าความกว้างของช่องว่างอยู่ภายในพิกัดความเผื่อหรือไม่ และนำทางหัวเชื่อมไปยังจุดเริ่มต้นอย่างแม่นยำ
- การติดตามเวลาจริง-:ในระหว่างกระบวนการเชื่อม เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ด้านหน้าหัวเชื่อมจะรวบรวมข้อมูลเชิงพื้นที่เกี่ยวกับตำแหน่งและโปรไฟล์ของตะเข็บอย่างต่อเนื่อง
- การควบคุมแบบปรับตัว:ข้อมูลนี้ได้รับการประมวลผลแบบเรียลไทม์ผ่านอัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูง (เช่น การควบคุมฟัซซี่แบบปรับตัว) และรวมกับพารามิเตอร์การเชื่อม จากนั้นระบบจะปรับวิถีการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์หรือการเคลื่อนที่ของแกนของเครื่องจักรวัตถุประสงค์พิเศษ-แบบไดนามิก ทำให้สามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนรูปหรือการกระจัดของผลิตภัณฑ์ได้ทันที
เทคโนโลยีเบื้องหลังการติดตามอัตโนมัติ
วิธีการที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการติดตามและกำหนดตำแหน่งแบบเรียลไทม์-คือผ่านการตรวจจับด้วยแสงเสริมภายนอก โดยอาศัยการใช้สามเหลี่ยมของเส้นเลเซอร์และการถ่ายภาพด้วยแสงเป็นหลัก
ระบบควบคุมจะจับลักษณะทางเรขาคณิตของรอยเชื่อมโดยใช้เซ็นเซอร์วัดแสงเหล่านี้ ด้วยการเปรียบเทียบข้อมูลเซ็นเซอร์เรียลไทม์-กับเส้นทางอ้างอิงที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า- ระบบจะคำนวณออฟเซ็ตใดๆ ได้ทันที จากนั้นจะส่งคำสั่งแก้ไขไปยังตัวควบคุมหุ่นยนต์ โดยปรับเปลี่ยนวิถีการเคลื่อนที่ของแขนปรับแบบไดนามิก เพื่อให้แน่ใจว่าลำแสงเลเซอร์จะยังคงอยู่ตรงกลางรอยต่อตลอดวงจรการเชื่อมทั้งหมด ทำให้สามารถติดตามตะเข็บอัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูง-ได้